Hur man minskar kemisk skada på RO-membran i RO-system

I den tidigare artikeln introducerade vi de fysiska skador som kan uppstå på RO-membran under drift av systemet, samt metoder för att undvika sådana skador. Korrekt drift kan bidra till att förlänga membranens livslängd.

"Kemisk skada" avser skador som orsakas av RO-membranelement genom kemiska handlingar. Vissa typer av kemiska skador kommer direkt att förstöra membranets avsaltningsskikt. När det väl inträffar är det irreversibel och permanent skada, och den enda lösningen är att byta ut RO-membranelementen. Andra typer av kemiska skador kan mildras genom kemisk rengöring för att återställa membranets prestanda i viss utsträckning.

1.1

Avsaltningsskiktet av RO-membranelement kan skadas av starkt oxiderande ämnen som restklor och andra halogener. När för mycket natriumhypoklorit tillsätts till råvattnet, men otillräckligt reduktionsmedel doseras innan RO-systemet, kommer kvarvarande klor in i RO-systemet och orsakar oxidativ skada på membranelementen.

1.2

Om det aktiverade kolfiltret används för länge, minskar dess adsorptionskapacitet, eller om det fungerar över den planerade flödeshastigheten, kan kvarvarande klor passera igenom och komma in i RO-systemet, vilket orsakar oxidationsskador på membranelementen.

1.3

När UF (ultrafiltrering) och RO delar samma kemiska rengöringssystem och rörledningar, om natriumhypoklorit används för UF-rening och rörledningarna inte spolas ordentligt eller byts ut, kan resterande rengöringslösning komma in i RO-systemet och orsaka membranoxidation.

1.4

Felaktig dosering av starkt oxiderande kemikalier eller användning av okvalificerade kemikalier (såsom antiskaleringsmedel av låg-kvalitet eller icke-kompatibla icke-oxiderande biocider) kan resultera i att dessa kemikalier kommer in i RO-systemet genom doseringsanordningar och rörledningar, vilket kan orsaka oxidation eller kontaminering av membranelementen.

1.5

Användning av starka oxiderande kemikalier under kemisk rengöring (till exempel felaktig användning av natriumhypoklorit för att rengöra RO-membran) kan direkt resultera i att hela uppsättningen av RO-membranelement skrotas, vilket orsakar betydande ekonomiska förluster.

1.6

Att använda vatten som innehåller kvarvarande klor (som kranvatten) för lågtrycksspolning- kan också orsaka kontinuerliga oxidationsskador. Till exempel, i ett projekt, upplevde RO-membran en minskning av saltavstötningen till 90 % inom bara två veckor på grund av spolning med kranvatten.

När RO-matarvatten innehåller en stor mängd kolloider eller organiskt material kommer SDI-värdet avsevärt att överstiga standarden, vilket resulterar i en snabb ökning av tryckskillnaden mellan patronfilter och frekvent byte. När kolloider eller organiskt material läcker in i RO-systemet kommer de att hållas kvar av de främre-stegets membranelement, vilket orsakar en ökning av differentialtrycket, en märkbar ökning av matningstrycket och en minskning av permeatflödet.

Eftersom organiskt material kan ge näringsämnen för mikrobiell tillväxt, kan organisk förorening också leda till efterföljande bakteriell och mikrobiell kontaminering.

Under lämpliga temperaturförhållanden (20–35 grader) och tillräckligt med näringstillförsel kan bakterier och mikroorganismer föröka sig och växa mycket snabbt, med exponentiell tillväxt. Mikrobiell kontaminering sker vanligtvis på våren och sommaren och lindras på vintern.

I vissa projekt, efter oxidationsincidenter, är operatörerna rädda för att använda natriumhypoklorit och istället överdosera reducerande medel vid RO-inloppet för att kontrollera ORP-värdena (medan de testar kvarvarande klornivåer). Även om kvarvarande klor kan uppfylla standarder, kan överskott av reduktionsmedel skapa anaeroba förhållanden, som istället främjar tillväxten av anaeroba bakterier.

För kunder inom livsmedelsindustrin är mikrobiell kontaminering mycket vanligt. När kontaminering inträffar, det totala bakterieantalet och indikatorer som t.exPseudomonas aeruginosakan överskrida standarder, vilket gör normal produktion omöjlig och allvarligt påverkar vattenkvaliteten och anläggningens effektivitet.

Dessutom startas och stoppas ofta RO-system inom livsmedelsindustrin. Om låg-spolning inte utförs efter långa avstängningsperioder kommer det koncentrerade organiska materialet och de oorganiska salterna på koncentratsidan att bli näringsämnen för mikroorganismer, vilket leder till snabb mikrobiell tillväxt.

För att minska påverkan av mikrobiell kontaminering på membran kan anti-fouling RO-membran också användas, såsom YIME anti-fouling-membranserie.

Om för mycket PAM (polyakrylamid) doseras i förbehandlingssystemet och inte fälls ut helt, kan det komma in i membransystemet. Om ett ultrafiltreringssystem finns, kommer det först att smutsa ner UF-systemet, sedan passera igenom för att smutsa ner patronfiltret och så småningom komma in i RO-membransystemet.

Denna typ av nedsmutsning är mycket svår att ta bort genom konventionella kemiska rengörings- eller spolmetoder. Även om prestandan delvis återställs kan den inte återgå till membranelementens ursprungliga tillstånd.

RO-membranytor är negativt laddade och tenderar att adsorbera katjoner. Därför rekommenderas inte användning av katjonisk PAM. Vid användning av PAM måste överdosering undvikas, och burktester bör utföras för att bestämma den optimala dosen.

Oorganisk fjällning är ett av de vanligaste fenomenen i membransystem. Det förekommer vanligtvis vid ändmembranelementen- i det andra eller tredje steget av RO-systemet. Detta beror på att matarvattnet i dessa steg redan har koncentrerats av de uppströms belägna membranelementen. Till exempel, när den totala återvinningsgraden är 75 %, kan saltkoncentrationen öka med ungefär fyra gånger. När koncentrationen av en viss jon överstiger dess löslighetsprodukt uppstår skalning.

Efter att skalning inträffar kan olika metoder såsom visuell inspektion, råvattenkvalitetsanalys, syra- och alkaliupplösningstester och elementaranalys användas för att bestämma skalans natur.

Beroende på matarvattnets kvalitet inkluderar möjliga typer av oorganisk beläggning kalciumkarbonat, kalciumsulfat, bariumsulfat, kalciumfluorid, kiseldioxidbeläggning, etc. Ibland kan mer än en typ av beläggning existera samtidigt.

Bland dem kan karbonatfjäll effektivt rengöras med saltsyra eller citronsyra. Men för fjäll som kalciumsulfat, kalciumfluorid och kiseldioxid, som är mycket svåra att ta bort, visar de flesta rengöringsmedel begränsad effektivitet.